Analyse des Status quo und des Entwicklungstrends der globalen 3D-Druckindustrie im Jahr 2018 Der 3D

Veröffentlichte Zeit:2019-08-08 00:00

   

Der Metall-3D-Druck bietet im Vergleich zur Präzisionsbearbeitung große Vorteile, da der Entwicklungs- und Implementierungszyklus neuer Produkte verkürzt wird, komplexere Strukturen effizient gebildet werden, Integration, Leichtbau und hervorragende mechanische Eigenschaften erzielt werden.


In den letzten Jahren haben sich 3D-Druckanwendungen schrittweise vom Prototyping zur Direktfertigung entwickelt. Die Metall-3D-Drucktechnologie geht auch in Richtung der direkten Herstellung der endgültigen Funktionsteile.


Die3D-Metalldrucktechnologie ist eine wichtige Ergänzung zur traditionellen Fertigungstechnologie

Gegenwärtig weist die Metall-3D-Drucktechnologie im Hinblick auf bearbeitbare Materialien, Bearbeitungsgenauigkeit, Oberflächenrauheit, Bearbeitungseffizienz usw. eine große Lücke im Vergleich zur herkömmlichen Präzisionsbearbeitungstechnologie auf, aber ihr neues technisches Prinzip und Herstellungsverfahren weisen traditionelle Präzision auf. Die enormen Vorteile, die die Verarbeitung nicht bieten kann, spiegeln sich in Folgendem wider:


Verkürzen Sie die Entwicklungs- und Implementierungszyklen neuer Produkte. Der3D-Druckprozess wird direkt vom 3D-Modell gesteuert, sodass keine Werkzeuge wie Formen und Vorrichtungen mehr erforderlich sind. Dies kann den Produktentwicklungszyklus erheblich verkürzen, teure Produktionskosten für Formen einsparen sowie die Produktentwicklung und die Iterationsgeschwindigkeit verbessern.

◆ Komplexere Strukturen können effizient gebildet werden. Das Prinzip des 3D-Drucks besteht darin, die komplexe dreidimensionale Geometrie für die Herstellung von Laminaten in zweidimensionale Querschnittsformen zu unterteilen, so dass es möglich ist, eine komplexe Bauteilformung zu realisieren, die durch herkömmliche Präzisionsbearbeitung schwierig zu realisieren ist, die Teileausbeute zu verbessern und die Produktqualität zu verbessern.

◆ Erzielen Sie ein integriertes, leichtes Design. Die Anwendung der Metall-3D-Drucktechnologie kann die Struktur komplexer Teile optimieren: Unter der Voraussetzung, dass die Leistung gewährleistet ist, wird die komplexe Struktur in eine einfache Struktur umgewandelt, um das Gewicht zu reduzieren, und die 3D-Drucktechnologie kann auch das integrierte Formen von Bauteilen realisieren. Verbesserung der Zuverlässigkeit des Produkts.

Die Materialauslastung ist hoch. Verglichen mit der traditionellen Präzisionsbearbeitungstechnologie kann die 3D-Metalldrucktechnologie eine Menge Material einsparen, insbesondere bei teureren Metallmaterialien, wodurch eine Menge Kosten eingespart werden können.

Erzielen Sie hervorragende mechanische Eigenschaften. Basierend auf den Eigenschaften der 3D-Druck-Schnellverfestigung ist die metallurgische Qualität der Formteile gleichmäßig und kompakt, ohne andere metallurgische Defekte. Gleichzeitig machen die Schnellverfestigungseigenschaften die innere Struktur des Materials zu einer kleinen Unterstruktur, und die Formteile können ohne Verlust an Plastizität sein. Die Festigkeit wird stark verbessert.

Die Metall-3D-Drucktechnologie ist keine Alternative zur herkömmlichen Fertigungstechnologie, sondern eine wichtige Ergänzung zur herkömmlichen Fertigungstechnologie.1.png



Der 3D-Metalldruck wird hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Pulverbettauswahlschmelzen und gerichtetes Abscheiden von Energie.


Seit der Geburt der 3D-Drucktechnologie seit mehr als 30 Jahren besteht derzeit ein Zustand der Koexistenz von Mehrtechnologierouten. Gemäß der neuen internationalen Norm ISO / ASTM52900: 2015 des Technischen Komitees für additive Fertigung (ISO / TC261) ist das Prinzip des additiven Herstellungsprozesses unterteilt. Für die Bindemittelinjektion (selektive Sprühabscheidung von flüssigem Bindemittelbindepulver und anderen Materialien, Additivherstellungsverfahren), Abscheidung von gerichteter Energie (unter Verwendung von fokussiertem Schmelzen mit Wärmeenergie, das durch Schmelzen abgeschieden wird, Additivherstellungsverfahren), Materialextrusion ( Additiver Herstellungsprozess, bei dem ein Material durch eine Düse oder eine Öffnung geschmolzen und extrudiert wird, ein Materialspray (ein additiver Herstellungsprozess, bei dem ein Material selektiv in Form von Tröpfchen aufgesprüht wird) und eine Pulverbettauswahlzone geschmolzen werden (selektiv durch Wärmeenergie) Additiv-Herstellungsverfahren zum Schmelzen / Sintern von Pulverbetten, Dünnmetallkaschierung (Additiv-Herstellungsverfahren zum schichtweisen Verbinden von Dünnschichtmaterialien zu einem festen Material), Stereophotohärtung (selektives Härten von Flüssigkeiten durch Photopolymerisation) Die sieben Arten des additiven Herstellungsverfahrens von Photopolymeren, die Mainstream-Technologie, können in diese sieben Kategorien eingeteilt werden.

Das Prinzip des Metall-3D-Druckverfahrens gliedert sich hauptsächlich in zwei Kategorien: Pulverbettauswahl, Schmelzen und gerichtetes Abscheiden von Energie. Mit der Metall-3D-Drucktechnologie können nach diesen beiden Verfahrensprinzipien Metallteile hergestellt werden, die den Schmiedestandard erfüllen. Laut Wohlers 'Statistiken zu 36 großen Metall-3D-Druckunternehmen weltweit, darunter Platinum, waren 2018 18 Pulverbettauswahl-Schmelztechnologien und 8 Technologien zur gerichteten Energieabscheidung im Einsatz, was 72% der Gesamtmenge entspricht.

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Die Hauptvorteile der Pulverbettauswahlschmelztechnologie bestehen darin, dass sie extrem komplizierte Strukturen (insbesondere komplexe innere Hohlraumstrukturen) drucken kann, die mit herkömmlichen Techniken nicht erreicht werden können, und dass die Maßgenauigkeit der Teile hoch ist.

Diese Vorteile eröffnen die unendlichen Möglichkeiten eines innovativen Designs von Metallbauteilen und bieten effektive neue technische Ansätze wie signifikanten Gewichtsverlust, effiziente Wärmeübertragung, präzise Dichte- und Modulanpassung für komplexe Luft- und Raumfahrtbauteile, medizinische Implantate und Geformte Kühlformen haben eine neue Richtung des revolutionären Fortschritts eröffnet: Die mechanischen Eigenschaften der Teile übertreffen die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen und sogar von Teilen und Bauteilen, um die Schmiedestandards zu erfüllen. Die wichtigste unterstützende Technologie für die Ultra-High-Speed-Entwicklung.

Der Hauptnachteil ist, dass die Druckeffizienz etwas geringer ist, es schwierig ist, großformatige Teile (Meterware) zu drucken, und ultrafeines kugelförmiges Metallpulver erforderlich ist, so dass die Kosten relativ hoch sind.

Die Hauptvorteile der Technologie zur gerichteten Energieabscheidung sind: großer Druckbereich, komfortables Drucken mehrerer Materialien, Hochleistungslaser für Kilogramm pro Stunde und hohe Leistung für Hochleistungsformen und -reparaturen.

Der Hauptnachteil besteht darin, dass die strukturelle Komplexität des gedruckten Artikels nicht hoch genug ist und es einen großen Verarbeitungsspielraum gibt. Aufgrund der bemerkenswerten Unersetzbarkeit der Pulverbettauswahl-Schmelztechnologie im Wettbewerb mit der traditionellen Herstellungstechnologie sind die technische Reife und die Automatisierung der Ausrüstung nicht so hoch wie bei der Pulverbettauswahl-Schmelztechnologie, so dass die Geschwindigkeit der Förderung und Anwendung nicht so gut ist wie beim Pulverbett. Bestandteilschmelzentechnologie.

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Der3D-Metalldruck geht in Richtung der direkten Herstellung der endgültigen Funktionsteile

In den letzten Jahren wurde das Anwendungsfeld der 3D-Drucktechnologie schrittweise erweitert: Immer mehr Unternehmen sehen darin eine technologische Transformationsrichtung, die dazu dient, den Forschungs- und Entwicklungsengpass zu überwinden oder Konstruktionsprobleme zu lösen und neue Fertigungsmethoden wie intelligente Fertigung und umweltfreundliche Fertigung zu unterstützen.


Erwähnenswert ist, dass das 3D-Druckverfahren allmählich vom Prototypendesign zur direkten Fertigung übergeht. Laut Wohlers 'Statistiken zu 82 Dienstleistern und 28 Systemherstellern auf der ganzen Welt ist der Anteil der Direktfertigung von Teilen und Komponenten am Betriebsergebnis von Jahr zu Jahr gestiegen. In den letzten fünf Jahren betrug die durchschnittliche Wachstumsrate 23,5%. Im Jahr 2017 betrug der direkte Herstellungswert von Teilen und Komponenten 920 Millionen US-Dollar, eine Steigerung von 32,33%.


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Die Entwicklung der Metall-3D-Drucktechnologie ist nicht isoliert, sondern umfasst verschiedene Aspekte wie Herstellungsverfahren, Ausrüstung, Materialien und Optimierungsdesign. Hohe Präzision, hohe Effizienz, niedrige Kosten, ein größerer Verarbeitungsbereich und ein breiteres Spektrum an Materialeignung werden alle entwickelt, um die endgültigen Funktionsteile direkt herzustellen.

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Die obigen Daten stammen aus dem „Analysebericht über die Marktnachfrage und das Investitionspotenzial der chinesischen 3D-Druckindustrie im Zeitraum 2019-2024“, der vom Prospective Industry Research Institute veröffentlicht wurde.





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